EP1091040B1

EP1091040B1 - Vorrichtung zum Entgasen von Faserstoffsuspensionen

Info

Publication number: EP1091040B1
Application number: EP00114506A
Authority: EP
Inventors: Erwin Binder; Karl-Heinz Beuermann
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2006-05-03
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: ATE325225T1; DE19947905A1; EP1091040A3; EP1091040A2; DE50012684D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen von Faserstoffsuspensionen, bestehend aus einem, vorzugsweise langgestreckten und liegenden zylindrischen, Behälter (Hauptbehälter) mit einer horizontalen oder annähernd horizontalen Behälterachse, mindestens einer darin angeordneten, einen Überlauf bildenden Trennwand (Haupttrennwand), mindestens je einen im Behälter angebrachten Stutzen für mindestens eine Faserstoffsuspension, für mindestens eine gasfreie Faserstoffsuspension, für ein abgeschiedenes Gas und mindestens eine mittels des mindestens einen Überlaufs abgeschiedener, überschüssiger Faserstoffsuspension und Mitteln zum Erzeugen eines Unterdrucks im Behälter.
Es kann allgemeingültig festgehalten werden, daß Vorrichtungen zum Entgasen von Faserstoffsuspensionen unter den Fachleuten der Branche am besten durch die Marke DECULATOR® bekannt sind. Ihrem Namen nach sollen die Vorrichtungen Faserstoffsuspensionen entgasen. Gleichzeitig werden durch die Vorrichtungen auch andere leichte Verunreinigungen entfernt, die ansonsten die Papier- oder Kartonherstellung stören würden. Die Vorrichtungen sind große Behälter, den die der Papier- oder Kartonmaschine aufzugebende Faserstoffsuspension als dünnes Gemisch zugeführt wird. Das Funktionsprinzip der Vorrichtung besteht darin, die Faserstoffsuspension unter Unterdruck sieden zu lassen und das Gas dadurch in einen sogenannten Gasraum und aus dem Behälter abzuscheiden und die anderen leichten Verunreinigungen auf der Flüssigkeitsoberfläche im Behälter ausscheiden zu lassen. Die der Papier- oder Kartonmaschine zuzuführende Faserstoffsuspension wird dagegen durch eine Öffnung im Behälterboden entnommen, was natürlich mit dem Gedanken verbunden ist, möglichst gasfreie Faserstoffsuspension aus dem Behälter abzuleiten. Um die Entgasungsfähigkeit der Vorrichtung zu maximieren, wird im Behälter mittels einer Pumpe ein Unterdruck erzeugt, wobei das Gas durch die Unterdruckpumpe (Vakuumpumpe) mit Leitung aus dem Behälter entweicht. Darüber hinaus wird die Entgasungsfähigkeit verbessert, indem die zugeführte, noch Gas enthaltende Faserstoffsuspension durch Strahlrohre oberhalb des Flüssigkeitsstands im Behälter eingegeben wird, wobei das in der zugegebenen Faserstoffsuspension eventuell als Blasen vorhandene Gas bereits abgeschieden wird, bevor die zugegebene Faserstoffsuspension mit der bereits vorhandenen Faserstoffsuspension in Verbindung kommt. Außer zur Stabilisierung des Flüssigkeitsstands kann der (einzige) Überlauf zur Entfernung von auf der Flüssigkeitsoberfläche des Behälters angesammelten leichten Verunreinigungen benutzt werden, damit sie nicht zur Papier- oder Kartonmaschine gelangen. Die leichten Verunreinigungen fließen über den (einzigen) Überlauf zum Ablauf und anschließend zur Weiterbehandlung, wo man bestrebt ist, sie aus der Faserstoffsuspension abzuscheiden und die Faserstoffsuspension in den Kreislauf zurückzuführen.
Weiterhin kann festgehalten werden, daß Vorrichtungen zum Entgasen von Faserstoffsuspensionen in einer Vielzahl von gewerblichen Schriften offenbart wurden, beispielsweise in den beiden deutschen Offenlegungsschriften DE 32 19 740 A1 und DE 42 34 522 A1 und in der US-Patentschrift 5,868,905.
Der der vorliegenden Erfindung am nahekommendste Stand der Technik ist in der PCT-Anmeldung WO 97/15717 zu finden. Sie offenbart einen Entgasungsbehälter, bestehend aus einem Behälter selbst, einer darin angeordneten, einen Überlauf bildenden Trennwand und einem Einlaufstutzen für ein erstes Eingabemedium, einem Auslaufstutzen für ein erstes gasfreies Medium, einem Auslaßstutzen für abgeschiedenes Gas und einem Auslaufstutzen für mittels des Überlaufs erstes abgeschiedenes Medium, wobei alle Stutzen im Behältermantel angeordnet sind. Es ist weiterhin offenbart, daß im gleichen Gasraum eine zweite, einen Überlauf bildende Trennwand angeordnet ist und mindestens einem Einlaufstutzen für ein zweites Eingabemedium, einem Auslaufstutzen für ein zweites Ausgestaltung werden die beiden abgeschiedenen Medien auch über einen gemeinsamen Auslaufstutzen abgeführt.
Nachteilig an dieser WO-Schrift und den anderen zitierten gewerblichen Schriften ist, daß der jeweilige Entgasungsbehälter im Regelfall nur für die Entgasung einer Faserstoffsuspension, im Ausnahmefall für die Entgasung von maximal zwei Faserstoffsuspensionen, ausgebildet ist. Besteht nun aufgrund des Betriebs der Papier- oder Kartonmaschine die Notwendigkeit, drei oder gar mehrere Faserstoffsuspensionen, beispielsweise bei Verwendung eines stoffdichtegeregelten Stoffauflaufs oder eines Mehrschichten-Stoffauflaufs gleichzeitig zu entgasen, so macht es der Stand der Technik notwendig, mehrere Entgasungsbehälter zu betreiben. Dieser Betrieb von Entgasungsbehältern bedingt einen relativ großen Raumbedarf, relativ große Investitionskosten und Betriebskosten, relativ große Wartungsaktivitäten und mehr Personal. Letztendlich kann dieser Betrieb einen negativen Einfluß auf die Runnability der Papier- oder Kartonmaschinen ausüben und somit die Produktivität und das Ergebnis schmälern.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, mit welcher gleichzeitig mehrere Faserstoffsuspensionen unterschiedlicher Zusammensetzung und Beschaffenheit unabhängig voneinander entgast und bei Bedarf zusammengeführt werden können und dabei der für die Vorrichtung benötigte Raumbedarf bei Beibehaltung der qualitativen und funktionellen Eigenschaften der Faserstoffsuspensionen und bei Erhöhung der Runnability der Papier- oder Kartonmaschine reduziert wird.
Gemäß Anspruch 1 wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der vorgenannten Art dadurch gelöst, daß dem Behälter in Richtung seiner Behälterachse mindestens drei weitere Behälter (Nebenbehälter) nachgeordnet sind, die vorzugsweise im wesentlichen wie der Hauptbehälter ausgebildet sind. Durch diese Anordnung ergeben sich vorteilhafterweise Synergieeffekte hinsichtlich dem Bedarf an Versorgungs- und Entsorgungsleitungen und Raumbedarf, wobei durch die Unabhängigkeit der Behälter ihre jeweiligen Eigenschaften hinsichtlich Funktionalität, Runnability und Qualität gesichert sind. sich vorteilhafterweise Synergieeffekte hinsichtlich dem Bedarf an Versorgungs- und Entsorgungsleitungen und Raumbedarf, wobei durch die Unabhängigkeit der Behälter ihre jeweiligen Eigenschaften hinsichtlich Funktionalität, Runnability und Qualität gesichert sind.
Es ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich Investitionsvolumen, Betriebskosten und Raumbedarf für die Vorrichtung zum Entgasen von Faserstoffsuspensionen, wenn der dem Behälter (Hauptbehälter) in Richtung seiner Behälterachse nachgeordnete weitere Behälter (Nebenbehälter) formschlüssig nachgeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß der im Behälter angebrachte Stutzen für die Faserstoffsuspension mindestens ein zu der Behälterachse paralleles oder annähernd paralleles Verteilungsrohr umfaßt, von dem eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Strahlrohren zum Einführen der Faserstoffsuspension in den Behälter ausgehen. Weiterhin ist es sowohl konstruktiv als auch funktional vorteilhaft, wenn die Zuführung der Faserstoffsuspension zum Verteilungsrohr seitlich, von oben, vorzugsweise mittig, oder von unten erfolgt.
Alternativ ist in einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß der im Behälter angebrachte Stutzen für die Faserstoffsuspension mindestens eine mit dem Behälter kommunizierende und ihr Faserstoffsuspension zuführende Kammer umfaßt, wobei die kommunizierende Kammer oberhalb dem Flüssigkeitsstand der zugeführten Faserstoffsuspension im Behälter liegt.
Diese beiden Ausführungen zur Zuführung der Faserstoffsuspension in den Behälter haben sich in der Praxis mehrfach hinsichtlich ihrer Funktionssicherheit, Wartungsintensität und Qualität bewährt und sie sind überdies noch günstig in der Anschaffung und im Betrieb.
In einer weiteren besonderen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß zwei oder mehrere Stutzen für je eine Faserstoffsuspension im Behälter angebracht sind, wobei die Faserstoffsuspensionen sich in ihrer Zusammensetzung und Beschaffenheit unterscheiden. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Einbringung von mehreren unterschiedlichen Faserstoffsuspensionen in ein und denselben Behälter, um somit konsistenztreue und qualitativ hochwertige Mischungen erzeugen zu können, und dies bei niedrigen Kosten.
In einer Fortführung des Erfindungsgedankens wird auch vorgeschlagen, daß zwei Stutzen für gasfreie Faserstoffsuspension im Behälter, vorzugsweise im Behälterboden, angebracht sind, wobei der Vorteil entsteht, die gasfreie Faserstoffsuspension in strömungstechnisch optimalen und kleinen Leitungen aus dem Behälter abzuziehen. Als konstruktiv vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn zwei Stutzen für gasfreie Faserstoffsuspension, vorzugsweise in Richtung der Behälterachse oder quer zur Richtung der Behälterachse, unmittelbar nebeneinander im Behälter, vorzugsweise im Behälterboden, angebracht sind.
In weiterer Fortführung des Erfindungsgedankens wird auch vorgeschlagen, daß mindestens drei Stutzen für gasfreie Faserstoffsuspension im Behälter, vorzugsweise im Behälterboden, angebracht sind, wobei die mindestens drei Stutzen für gasfreie Faserstoffsuspension in weiterer Ausgestaltung auf einem Teilkreis, vorzugsweise gleichmäßig, im Behälter, vorzugsweise im Behälterboden, angebracht sind. Auch diese Ausführung unterstützt in positiver Weise den Abzug der gasfreien Faserstoffsuspension in strömungstechnisch optimalen und kleinen Leitungen.
Das erfindungsgemäße Mittel zur Abscheidung der einzelnen Faserstoffsuspensionen sieht vor, daß im Behälter mindestens eine Trennwand (Haupttrennwand) zur Abscheidung der überschüssigen Faserstoffsuspension und mindestens eine Trennwand (Nebentrennwand) zur Abscheidung der gasfreien Faserstoffsuspension angeordnet ist. Diese Trennwände ermöglichen das Funktionsprinzip, die Funktionssicherheit und die Runnability des Behälters.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die im Behälter eingebauten Trennwände zu einer vertikalen Ebene, vorzugsweise durch den Mittelpunkt des Behälters gehend, spiegelbildlich angeordnet sind, wobei mindestens eine Trennwand (Haupttrennwand) zur Abscheidung der überschüssigen Faserstoffsuspension und mindestens eine Trennwand (Nebentrennwand) zur Abscheidung der gasfreien Faserstoffsuspension dient. Durch diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Behälters wird sein Wirkungsgrad maßgebend verbessert und sein Raumbedarf maßgebend reduziert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß dem mindestens einen im Behälter, vorzugsweise im Behälterboden, angebrachten Stutzen für mindestens eine gasfreies Faserstoffsuspension mindestens ein hydraulischer Stabilisator nachgeschaltet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß der hydraulische Stabilisator eine Pufferkapazität für die gasfreie Faserstoffsuspension aufweist und damit das Entstehen von Pulsationen im Konstanten Teil einer Papier- oder Kartonmaschine verhindert.
In einer weiteren Fortführung des Erfindungsgedankens ist der hydraulische Stabilisator für die gasfreie Faserstoffsuspension ein Verweilbehälter mit einer bestimmten Verweildauer V_D und mit einem bestimmten Verweilvolumen V_V, wobei er zudem eine strömungstechnisch optimale Innenkontur aufweist. Die strömungstechnisch optimale Innenkontur ist die Kontur eines langgestreckten und liegenden Zylinders oder eines in Strömungsrichtung der gasfreien Faserstoffsuspension ausgerichteten konischen Rohrs.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß, basierend auf Auslegungsüberlegungen für den Konstanten Teil einer Papier- oder Kartonmaschine, die Verweildauer der gasfreien Faserstoffsuspension im hydraulischen Stabilisator zwischen 2 und 60 Sekunden, vorzugsweise zwischen 4 und 25 Sekunden, und das Verweilvolumen der gasfreien Faserstoffsuspension im hydraulischen Stabilisator zwischen 0,8 und 100 m³, vorzugsweise zwischen 4 und 70 m³, ist. Diese Maßangaben besitzen die Vorteile, daß mit Ihnen eine optimale Auslegung des obigen Konstanten Teils und ein optimaler Betrieb der Papier- oder Kartonmaschine hinsichtlich Runnability und dergleichen sichergestellt wird und daß Belegungen beziehungsweise Ablagerungen vermieden werden.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn die Mittel zum Erzeugen des Unterdrucks im Behälter je ein Unterdruckanschluß, je eine Unterdruckleitung und mindestens eine Unterdruckpumpe mit Leitung sind. Es ist platt selbstverständlich, daß mehrere Unterdruckanschlüsse jeweils einzeln mit einer separaten Unterdruckleitung und einer separaten Unterdruckpumpe als auch mit einzelnen Unterdruckleitungen und einer gemeinsamen Unterdruckpumpe mit Leitung betrieben werden können. Als vorteilhaft hat sich auch erwiesen, wenn die Mittel zum Erzeugen des Unterdrucks in mindestens zwei nebeneinander angebrachten Behältern eine Unterdruckleitung und mindestens eine Unterdruckpumpe mit Leitung sind, wobei die Behälter durch einen Vakuumdurchlaß miteinander verbundenen sind und nur ein Behälter einen mit der Unterdruckleitung verbundenen Unterdruckanschluß aufweist. Hierdurch wird ermöglicht, daß in allen Behältern auf einfacher Weise ein gleicher herrschender Unterdruck realisiert und geregelt werden kann.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn die Mittel zum Erzeugen des Unterdrucks im Behälter je ein Unterdruckanschluß, je eine Unterdruckleitung und mindestens eine Unterdruckpumpe mit Leitung sind. Es ist platt selbstverständlich, daß mehrere Unterdruckanschlüsse jeweils einzeln mit einer separaten Unterdruckleitung und einer separaten Unterdruckpumpe als auch mit einzelnen Unterdruckleitungen und einer gemeinsamen Unterdruckpumpe mit Leitung betrieben werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im oberen Innenbereich des Behälters mehrere Düsen zur Anfeuchtung der nicht mit Faserstoffsuspension berührten Behälterinnenoberfläche angebracht sind, wodurch der im Behälter ablaufende Prozeß des Entgasens der Faserstoffsuspension positiv hinsichtlich Prozeßgeschwindigkeit und -wirkungsgrad beeinflußt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen

Figur 1:: eine schematisierte und geschnittene Seitenansicht einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Entgasen von Faserstoffsuspensionen;
Figur 2:: eine schematisierte und geschnittene Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Nebenbehälters;
Figur 3:: eine schematisierte und geschnittene Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Nebenbehälters, ähnlich dem der Figur 2;
Figur 4a:: eine sehr schematisierte und geschnittene Seitenansicht eines weitermen erfindungsgemäßen Nebenbehälters;
Figur 4b:: einen schematisierten Schnitt quer zur Richtung der Behälterachse eines weiteren erfindungsgemäßen Nebenbehälters; und
Figur 4c:: eine schematisierte Draufsicht auf den Behälterboden eines weiteren erfindungsgemäßen Nebenbehälters.

Figur 1 zufolge besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Entgasen von Faserstoffsuspensionen 2 aus einem langgestreckten und liegenden zylindrischen Behälter 3 mit einer Behälterachse 3a, dem die der Papier- oder Kartonmaschine aufzugebende Faserstoffsuspension 2 als dünnes Gemisch über mindestens ein zu der Behälterachse 3a paralleles Verteilrohr 4, von dem eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Strahlrohren 5 zum Einführen von Faserstoffsuspension 2 in den Behälter 3 ausgehen, zugeführt wird. Die Strömungsrichtung S der Faserstoffsuspension 2 wird übergeordnet mit einem Richtungspfeil dargestellt. Um die Entgasungsfähigkeit der Vorrichtung 1 zu verbessern, wird die zugeführte, noch Gas enthaltende Faserstoffsuspension 2 durch Strahlrohre 5 oberhalb des Flüssigkeitsstands 6 im Behälter 3 eingegeben, wobei das in der zugegebenen Faserstoffsuspension 2 eventuell als Blasen vorhandene Gas 7 bereits abgeschieden wird, bevor die zugegebene Faserstoffsuspension 2 mit der bereits im Behälter 3 vorhandenen Faserstoffsuspension 2 in Verbindung kommt. Die Strahlrohre 5 enden in dargestellter und bevorzugter Ausführung kurz vor der Behälterdecke 8, wodurch der Entgasungsprozeß der Faserstoffsuspension 2 nochmals positiv unterstützt wird, da die Faserstoffsuspension 2 an die Behälterdecke 8 prallt. Im oberen Bereich der Behälterdecke 8 ist ein Unterdruckanschluß 9 mit einer Unterdruckleitung 10 angebracht, die wiederum an eine Unterdruckpumpe 11 mit einer weiterführenden, nicht vollständig dargestellten Leitung 12 angeschlossen ist; der Unterdruckanschluß 9 kann alternativ auch im seitlichen Bereich der Behälterdecke 8 angebracht sein. Durch den Anschluß des Behälters 3 an die Unterdruckpumpe 11 wird die Entgasungsfähigkeit der Vorrichtung 1 maximiert, wobei das Gas 7 durch die Unterdruckpumpe 11 aus dem Behälter 3 gepumpt wird. Weiterhin sind im den Strahlrohren 7 abgewandten Bereich der Behälterdecke 8 mehrere, nicht näher dargestellte Düsen 13 zur Anfeuchtung der nicht mit Faserstoffsuspension 2 berührten Behälterinnenoberfläche 14 angebracht. Durch diese Maßnahme wird der im Behälter 3 ablaufende Entgasungsprozeß der Faserstoffsuspension 2 positiv hinsichtlich Prozeßgeschwindigkeit und -wirkungsgrad beeinflußt. Im dem Verteilrohr 4 abgewandten Teil des Behälters 3 ist eine einen Überlauf 15 bildende Haupttrennwand 16 mit einer Oberkante 17 und mit einer Stauhöhe H_SH angebracht. Der Haupttrennwand 16 nachgeordnet ist -in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension 2 gesehen- ein Austrittsstutzen 18. Dem Austrittsstutzen 18 ist ein anfänglich dargestelltes Leitungssystem 19 zum Zurückführen der im Behälter 3 eingetretenen überschüssigen, eventuell mit leichten Verunreinigungen versetzten Faserstoffsuspension 2.1 zurück in den nicht dargestellten, dem Fachmann jedoch bekannten Kreislauf angeschlossen. Der Haupttrennwand 16 vorgeordnet ist -in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension gesehen- ein Austrittsstutzen 20 für gasfreie Faserstoffsuspension 2.2, wobei dem Austrittsstutzen 20 -in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension gesehen- eine Nebentrennwand 21 mit einer Oberkante 22 und mit einer Stauhöhe N_SH vorgeordnet ist. Hinsichtlich der Anordnung der Austrittsstutzen 18 und 20 samt ihrer nicht näher bezeichneten Vorderkanten und Hinterkanten und der Trennwände gelten die in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 199 46 575 der Anmelderin gemachten Ausführungen. Dem Austrittsstutzen 20 für gasfreie Faserstoffsuspension 2.2 ist ein hydraulischer Stabilisator 23 unmittelbar nachgeordnet. Der dargestellte hydraulische Stabilisator 23 für die gasfreie Faserstoffsuspension 2.2 ist als ein Verweilbehälter und weist die Form eines in Strömungsrichtung S der gasfreien Faserstoffsuspension 2.2 ausgerichteten konischen Rohrs 24 auf. Der hydraulische Stabilisator 23 ist erfindungsgemäß derart ausgelegt, daß die Verweildauer V_D der gasfreien Faserstoffsuspension 2.2 in ihm zwischen 2 und 60 Sekunden, vorzugsweise zwischen 5 und 20 Sekunden, ist und daß das Verweilvolumen V_V der gasfreien Faserstoffsuspension 2.2 in ihm zwischen 0,8 und 100 m³, vorzugsweise zwischen 4 und 70 m³, ist. Dem hydraulischen Stabilisator 23 nachgeordnet ist eine nicht dargestellte Pumpe, die die gasfreie Faserstoffsuspension 2.2 dem nicht dargestellten Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine unter Druck zuführt. Zwischen dem hydraulischen Stabilisator 23 und der nicht dargestellten Pumpe kann zur Verbesserung der Qualität der gasfreien Faserstoffsuspension 2.2 noch ein Sichter, insbesondere ein Vertikalsichter, angeordnet sein.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung 1 nun dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter 3 (Hauptbehälter) in Richtung seiner Behälterachse 3a mindestens ein weiterer Behälter 3.1 (Nebenbehälter) nachgeordnet ist, der im wesentlichen wie der Hauptbehälter 3 ausgebildet ist. In der vorliegenden Figur 1 sind dem Hauptbehälter 3 insgesamt drei Nebenbehälter 31., 3.2 und 3.3 formschlüssig nachgeordnet, die mittels Vakuumdurchlässe 28 miteinander verbunden sind und durch den bereits für den Hauptbehälter 3 beschriebenen Unterdruckanschluß 9 über die Unterdruckleitung 10 an die Unterdruckpumpe 11 mit der weiterführenden, nicht vollständig dargestellten Leitung 12 angeschlossen ist. Es ist selbstverständlich auch möglich, daß jeder Behälter sein eigenes Unterdrucksystem aufweist oder daß mehrere Behälter ein gemeinsames Unterdrucksystem aufweisen, wobei diese Behälter dann mittels Vakuumdurchlässe 28 miteinander verbunden sind.
Der in Figur 1 rechts neben dem Hauptbehälter 3 angeordnete erste Nebenbehälter 3.1 weist einen spiegelbildlichen Aufbau zu einer vertikalen, durch den Mittelpunkt M des Nebenbehälters 3.1 gehenden Ebene E auf. In schematischer Weise ist dargestellt, daß dem ersten Nebenbehälter 3.1 die Faserstoffsuspension 2 als dünnes Gemisch über mindestens ein zu der Behälterachse 3a paralleles Verteilrohr 4, von dem eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden, nur schematisch dargestellten Strahlrohren 5 zum Einführen von Faserstoffsuspension 2 in den Nebenbehälter 3.1 ausgehen, zugeführt wird. Die Zuführung der Faserstoffsuspension 2 in das Verteilrohr 4 erfolgt über eine angedeutete Zufuhrleitung mittig von oben. Es ist platt selbstverständlich, daß die Zuführung der Faserstoffsuspension 2 in das Verteilrohr 4 auch seitlich oder von unten erfolgen kann. Der erste Nebenbehälter 3.1 weist zudem zwei Haupttrennwände 16.1 und 16.2 und zwei Nebentrennwände 21.1 und 21.2 auf, die in bekannter Weise angeordnet sind. Die gasfreien Faserstoffsuspensionen 2.2 werden über je einen Austrittsstutzen 20.1 und 20.2, die überschüssigen Faserstoffsuspensionen 2.1 über einen gemeinsamen Austrittsstutzen 18 abgeführt.
Der in Figur 1 an zweiter Stelle rechts neben dem Hauptbehälter 3 angeordnete zweite Nebenbehälter 3.2 weist im unteren Bereich einen spiegelbildlichen Aufbau zu einer vertikalen, durch den Mittelpunkt M des Nebenbehälters 3.2 gehenden Ebene E auf. Der zweite Nebenbehälter 3.2 weist zwei Haupttrennwände 16.1 und 16.2 und zwei Nebentrennwände 21.1 und 21.2 auf, die in bekannter Weise angeordnet sind. Die gasfreien Faserstoffsuspensionen 2.2 werden über je einen Austrittsstutzen 20.1 und 20.2, die überschüssigen Faserstoffsuspensionen 2.1 über einen gemeinsamen Austrittsstutzen 18 abgeführt. Es ist jedoch auch möglich, daß die überschüssige Faserstoffsuspension 2.1 je nach Ort des Entstehens mittels eines separaten Austrittsstutzens 18 abgeführt wird. Weiterhin ist in schematischer Weise dargestellt, daß dem linken Teil des zweiten Nebenbehälters 3.2 die Faserstoffsuspension 2 als dünnes Gemisch über ein zu der Behälterachse 3a paralleles Verteilrohr 4, von dem eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden, nur schematisch dargestellten Strahlrohren 5 zum Einführen von Faserstoffsuspension 2 in den Nebenbehälter 3.2 ausgehen, zugeführt wird. Die Zuführung der Faserstoffsuspension 2 in das Verteilrohr 4 erfolgt über eine angedeutete Zufuhrleitung von oben. Es ist platt selbstverständlich, daß die Zuführung der Faserstoffsuspension 2 in das Verteilrohr 4 auch seitlich oder von unten erfolgen kann. Dem rechten Teil des zweiten Nebenbehälters 3.2 werden zwei, vorzugsweise verschiedene Faserstoffsuspensionen 2a und 2b über zwei mit dem Nebenbehälter 3.2 kommunizierende und ihm Faserstoffsuspension(en) 2 zuführende Kammern 25 zugeführt, wobei nur zwei Kammern 25.1 und 25.2 schematisch durch Kreise angedeutet sind. Die zugeführten Faserstoffsuspensionen 2 können sich in ihrer Zusammensetzung und Beschaffenheit unterscheiden, wodurch wiederum die bereits genannten Synergieeffekte durch die erfindungsgemäße Vorrichtung entstehen. Die kommunizierenden Kammern 25 liegen oberhalb des Flüssigkeitsstands 6 der zugeführten Faserstoffsuspension 2 im zweiten Nebenbehälter 3.2. Der Nebenbehälter 3.2 samt Bauteile und -gruppen der dargestellten Vorrichtung 1 ist dem Fachmann der Branche als "Flying Wing DECULATOR®" der Firma Ahlstrom Machinery Corporation bekannt, der auch in der US-Patentschrift US 3,538,680 (≈ DE-A 17 61 496) offenbart ist. Der zweite Nebenbehälter 3.2 weist ferner zwischen den Zuführsystemen für die Faserstoffsuspensionen 2 eine vertikale Trennwand 26 auf, um damit ein etwaiges Mischen der Faserstoffsuspensionen während ihrer Zuführung in den Nebenbehälter 3.2 zu verhindern.
Der in Figur 1 an dritter Stelle rechts neben dem Hauptbehälter 3 angeordnete dritte Nebenbehälter 3.3 weist einen Aufbau auf, wie er aus der US-Patentschrift 5,868,905 (PA10542 US) bekannt ist. Dieser dritte Nebenbehälter 3.3 ist spiegelbildlich zum Hauptbehälter 3, auf dessen Beschreibung verwiesen wird, aufgebaut. Der einzige Unterschied besteht lediglich in der Zuführung der Faserstoffsuspension 2. Sie wird als dünnes Gemisch über ein zu der Behälterachse 3a paralleles Verteilrohr 4, von dem eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden, nur schematisch dargestellten Strahlrohren 5 zum Einführen von Faserstoffsuspension 2 in den Nebenbehälter 3.3 ausgehen, zugeführt. Die Zuführung der Faserstoffsuspension 2 in das Verteilrohr 4 erfolgt über eine angedeutete Zufuhrleitung von rechts. In dem Verteilrohr 4 abgewandten Teil des Nebenbehälters 3.3 ist eine einen Überlauf 15 bildende Haupttrennwand 16 mit einer Oberkante 17 und mit einer Stauhöhe H_SH angebracht. Der Haupttrennwand 16 nachgeordnet ist -in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension 2 gesehen- ein Austrittsstutzen 18. Dem Austrittsstutzen 18 ist ein anfänglich dargestelltes Leitungssystem 19 zum Zurückführen der in den Nebenbehälter 3.3 eingetretenem überschüssigen, mit leichten Verunreinigungen versetzten Faserstoffsuspension 2.1 zurück in den nicht dargestellten, dem Fachmann jedoch bekannten Kreislauf angeschlossen. Der Haupttrennwand 16 vorgeordnet ist -in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension gesehen- ein Austrittsstutzen 20 für gasfreie Faserstoffsuspension 2.2, wobei dem Austrittsstutzen 20 -in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension gesehen- eine Nebentrennwand 21 mit einer Oberkante 22 und mit einer Stauhöhe N_SH vorgeordnet ist. Hinsichtlich der Anordnung der Austrittsstutzen 18 und 20 samt ihrer nicht näher bezeichneten Vorderkanten und Hinterkante und der Trennwände gelten die in der nicht vorveröffenttichten deutschen Patentanmeldung DE 199 46 575 der Anmelderin gemachten Ausführungen.
Die Figur 2 zeigt in schematisierte und geschnittene Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Nebenbehälters 3.4. In schematischer Weise ist dargestellt, daß diesem Nebenbehälter 3.4 die Faserstoffsuspension 2 als dünnes Gemisch über mindestens ein zu der Behälterachse 3a paralleles Verteilrohr 4, von dem eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden, nur schematisch dargestellten Strahlrohren 5 zum Einführen von Faserstoffsuspension 2 in den Nebenbehälter 3.4 ausgehen, zugeführt wird. Die Zuführung der Faserstoffsuspension 2 in das Verteilrohr 4 erfolgt über eine angedeutete Zufuhrleitung mittig von oben. Es ist platt selbstverständlich, daß die Zuführung der Faserstoffsuspension 2 in das Verteilrohr 4 auch seitlich oder von unten erfolgen kann. Der Nebenbehälter 3.4 weist zudem nur eine Haupttrennwand 16 auf, die in bekannter Weise angeordnet ist. Die gasfreie Faserstoffsuspension 2.2 wird über zwei nebeneinander liegende Austrittsstutzen 20.1 und 20.2, die überschüssige Faserstoffsuspension 2.1 über einen Austrittsstutzen 18 abgeführt.
Weiterhin zeigt die Figur 3 einen weiteren erfindungsgemäßen Nebenbehälter 3.5 in schematisierter und geschnittener Seitenansicht, ähnlich dem der Figur 2. Der primäre Unterschied besteht darin, daß den beiden nebeneinander liegenden Austrittsstutzen 20.1 und 20.2 zur Abführung der gasfreien Faserstoffsuspension 2.2 noch eine Nebentrennwand 21 in Strömungsrichtung S der Faserstoffsuspension 2 vorgeordnet ist. Im übrigen entsprecht der Aufbau des Nebenbehälters 3.5 der Figur 3 dem der Figur 2.
Die Figur 4a zeigt eine sehr schematisierte und geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Nebenbehälters 3.6. Es ist klar erkennbar, daß erfindungsgemäß zwei Eintrittsstutzen 29.1 und 29.2 zur Zuführung der Faserstoffsuspension 2, vorzugsweise in Richtung der Behälterachse 3a, unmittelbar nebeneinander im Behälter 3.6, vorzugsweise im Behälterboden 27, angebracht sind. Gemäß dem schematisierten Schnitt quer zur Richtung der Behälterachse der Figur 4b sind zwei Eintrittsstutzen 29.1 und 29.2 zur Zuführung der Faserstoffsuspension 2, vorzugsweise quer zur Richtung der Behälterachse 3a, unmittelbar nebeneinander im Behälter 3.7, vorzugsweise im Behälterboden 27, angebracht. Und die Figur 4c zeigt eine schematisierte Draufsicht auf den Behälterboden 27, in dem erfindungsgemäß drei Austrittsstutzen 20.1, 20.2 und 20.3 zur Abführung der gasfreien Faserstoffsuspension 2.2 auf einem Teilkreis K, vorzugsweise gleichmäßig, im Behälter 3.8, vorzugsweise im Behälterboden 27, angebracht sind.
Es versteht sich von selbst, daß sowohl dem mindestens einen Austrittsstutzen 20 für gasfreien Fasersuspension 2.2 des Hauptbehälters 3 als auch der nachgeordneten Nebenbehälter 3.1-3.8 je ein hydraulischer Stabilisator 23 mit den genannten Eigenschaften nachgeordnet sein kann.
Zusammenfassend ist festzuhalten, daß durch die Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten Art geschaffen wird, mit welcher gleichzeitig mehrere Faserstoffsuspensionen unterschiedlicher Zusammensetzung und Beschaffenheit unabhängig voneinander entgast und bei Bedarf zusammengeführt werden können und dabei der für die Vorrichtung benötigte Raumbedarf bei Beibehaltung der qualitativen und funktionellen Eigenschaften der Faserstoffsuspension und bei Erhöhung der Runnability der Papier- oder Kartonmaschine reduziert wird.

Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung (zum Entgasen von Faserstoffsuspensionen)
2: Faserstoffsuspension
2a, 2b: Faserstoffsuspension
2.1: Überschüssige Faserstoffsuspension
2.2: Gasfreie Faserstoffsuspension
3: Hauptbehälter
3a: Behälterachse
3.1-3.8: Nebenbehälter
4: Verteilrohr
5: Strahlrohr
6: Flüssigkeitsstand
7: Gas
8: Behälterdecke
9: Unterdruckanschluß
10: Unterdruckleitung
11: Unterdruckpumpe
12: Leitung
13: Düse
14: Behälterinnenoberfläche
15: Überlauf
16, 16.1, 16.2: Haupttrennwand
17: Oberkante
18: Austrittsstutzen
19: Leitungssystem
20, 20.1-20.3: Austrittsstutzen
21, 21.1, 21.2: Nebentrennwand
22: Oberkante
23: Hydraulischer Stabilisator
24: Konisches Rohr
25, 25.1, 25.2: Kammer
26: Trennwand
27: Behälterboden
28: Vakuumdurchlaß
29: Eintrittsstutzen

E: Ebene
H_SH: Stauhöhe
K: Teilkreis
M: Mittelpunkt
N_SH: Stauhöhe
S: Strömungsrichtung
V_D: Verweildauer
V_V: Verweilvolumen

Claims

Vorrichtung (1) zum Entgasen von Faserstoffsuspensionen (2, 2a, 2b) bestehend aus
- einem, vorzugsweise langgestreckten und liegenden zylindrischen, Hauptbehälter (3) mit einer horizontalen oder annähernd horizontalen Behälterachse (3a);

- mindestens einer darin angeordneten, einen Überlauf (15) bildenden Trennwand (16);

- mindestens je einem im Haupbehälter (3) angebrachten Stutzen (4, 9, 18, 20) für mindestens eine Faserstoffsuspension (2), für mindestens eine gasfreie Faserstoffsuspension (2.2), für ein abgeschiedenes Gas (7) und für mindestens eine mittels des mindestens einen Überlaufs (15) abgeschiedene, überschüssige Faserstoffsuspension (2.1);

- Mitteln zum Erzeugen eines Unterdrucks im Hauptbehälter (3);
wobei dem Hauptbehälter (3) in Richtung seiner Behälterachse (3a) mindestens ein weiterer Nebenbehälter (3.1-3.8) nachgeordnet ist, der vorzugsweise im wesentlichen wie der Hauptbehälter (3) ausgebildet ist,
indem er mit jeweils
- mindestens einer darin angeordneten, einen Überlauf bildenden Trennwand (16, 16.1, 16.2);

- mindestens je einem im Nebenbehälter angebrachten Stutzen (4, 18, 20, 20.1, 20.2, 20.3, 25.1, 25.2) für mindestens eine zu entgasende Faserstoffsuspension für mindestens eine gasfreie Faserstoffsuspension und für mindestens eine mittels des mindestens einen Überlaufes abgeschiedene überschüssige Faserstoffsuspension
und

- Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks im Nebenbehälter
aufweist.,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Hauptbehälter (3) in Richtung seiner Behälterachse (3a) insgesamt mindestens drei Nebenbehälter (3.1 - 3.8) nachgeordnet sind mit jeweils
- mindestens einer darin angeordneten, einen Überlauf bildende Trennwand (16, 16.1, 16.2);

- mindestens je einem im Nebenbehälter angebrachten Stutzen (4, 18, 20, 20.1, 20.2, 20.3, 25, 25.1, 25.2) für mindestens eine zu entgasende Faserstoffsuspension, für mindestens eine gasfreie Faserstoffsuspension und für mindestens eine mittels des mindestens einen Überlaufs abgeschiedene, überschüssige Faserstoffsuspension; und

- Mitteln zur Erzeugung eines Unterdrucks im Nebenbehälter.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der dem Hauptbehälter (3) in Richtung seiner Behälterachse (3a)nachgeordnet weitere Nebenbehälter (3.1-3.8) formschlüssig nachgeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der in einem Behälter (3, 3.1-3.8) angebrachte Stutzen für die Faserstoffsuspension (2, 2a, 2b) mindestens ein zu der Behälterachse (3a) paralleles oder annähernd paralleles Verteilungsrohr (4) umfaßt, von dem eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Strahlrohren (5) zum Einführen der Faserstoffsuspension (2, 2a, 2b) in den Behälter (3, 3.1-3.8) ausgehen.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführung der Faserstoffsuspension (2, 2a, 2b) zum Verteilungsrohr (4) seitlich, von oben, vorzugsweise mittig, oder von unten erfolgt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der in einem Behälter (3, 3.1-3.8) angebrachte Stutzen für die Faserstoffsuspension (2, 2a, 2b) mindestens eine mit dem Behälter (3, 3.1-3.8) kommunizierende und ihr Faserstoffsuspension (2, 2a, 2b) zuführende Kammer (25, 25.1-25,2) umfaßt, wobei die kommunizierende Kammer (25, 25.1-25,2) oberhalb dem Flüssigkeitsstand (6) der zugeführten Faserstoffsuspension (2, 2a, 2b) im Behälter (3, 3.1-3.8) liegt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei oder mehrere Stutzen für je eine Faserstoffsuspension (2, 2a, 2b) in einem Behälter (3; 3.1-3.8) angebracht sind, wobei die Faserstoffsuspensionen (2, 2a, 2b) sich in ihrer Zusammensetzung und Beschaffenheit unterscheiden.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Stutzen (20.1, 20.2) für gasfreie Faserstoffsuspension (2.2) in einem Behälter (3, 3.1-3.8), vorzugsweise im Behälterboden (27), angebracht sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zwei Stutzen (20.1, 20.2) für gasfreie Faserstoffsuspension (2.2), vorzugsweise in Richtung der Behälterachse (3a) oder quer zur Richtung der Behälterachse (3a), unmittelbar nebeneinander im Behälter (3, 3.1-3.8), vorzugsweise im Behälterboden (27), angebracht sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens drei Stutzen (20.1-20.3) für gasfreie Faserstoffsuspension (2.2) in einem Behälter (3, 3.1-3.8), vorzugsweise im Behälterboden (27), angebracht sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens drei Stutzen (20.1-20.3) für gasfreie Faserstoffsuspension (2.2) auf einem Teilkreis (K), vorzugsweise gleichmäßig, im Behälter (3, 3.1-3.8), vorzugsweise im Behälterboden (27), angebracht sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Behälter (3, 3.1-3.8) mindestens eine weitere Trennwand (21, 21.1, 21.2) zur Abscheidung der gasfreien Faserstoffsuspension (2.2) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in einem Behälter (3, 3.1-3.8) eingebauten Trennwände (16, 16.1, 16.2, 21, 21.1, 21.2) zu einer vertikalen Ebene E, vorzugsweise durch den Mittelpunkt M des Behälters (3, 3.1-3.8) gehend, spiegelbildlich angeordnet sind, wobei mindestens eine Trennwand (16, 16.1, 16.2) zur Abscheidung der überschüssigen Faserstoffsuspension (2.1) und mindestens eine Trennwand (21, 21.1, 21.2) zur Abscheidung der gasfreien Faserstoffsuspension (2.2) dient.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem mindestens einen in einem Behälter (3, 3.1-3.8), vorzugsweise im Behälterboden (27), angebrachten Stutzen (20, 20.1, 20.2) für mindestens eine gasfreie Faserstoffsuspension (2.2) mindestens ein hydraulischer Stabilisator (23) nachgeschaltet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der hydraulische Stabilisator (23) für die gasfreie Faserstoffsuspension (2.2) ein Verweilbehälter mit einer bestimmten Verweildauer (V_D) und mit einem bestimmten Verweilvolumen (V_V) ist und eine strömungstechnisch optimale Innenkontur aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die strömungstechnisch optimale Innenkontur die Kontur eines langgestreckten und liegenden Zylinders oder eines in Strömungsrichtung der gasfreien Faserstoffsuspension (2.2) ausgerichteten konischen Rohrs (24) ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verweildauer (V_D) der gasfreien Faserstoffsuspension (2.2) im hydraulischen Stabilisator (23) zwischen 2 und 60 Sekunden, vorzugsweise zwischen 4 und 25 Sekunden, ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verweilvolumen (V_V) der gasfreien Faserstoffsuspension (2.2) im hydraulischen Stabilisator (23) zwischen 0,8 und 100 m³, vorzugsweise zwischen 4 und 70 m³, ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zum Erzeugen des Unterdrucks in einem Behälter (3, 3.1-3.8) je ein Unterdruckanschluß (9), je eine Unterdruckleitung (10) und mindestens eine Unterdruckpumpe (11) mit Leitung (12) sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zum Erzeugen des Unterdrucks in mindestens zwei nebeneinander angebrachten Behältern (3, 3.1-3.8) eine Unterdruckleitung (10) und mindestens eine Unterdruckpumpe (11) mit Leitung (12) sind, wobei die Behälter (3, 3.1-3.8) durch einen Vakuumdurchlaß (28) miteinander verbundenen sind und nur ein Behälter (3, 3.1-3.8) einen mit der Unterdruckleitung (10) verbundenen Unterdruckanschluß (9) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im oberen Innenbereich eines Behälters (3, 3.1-3.8) mehrere Düsen (13) zur Anfeuchtung der nicht mit der Faserstoffsuspension (2, 2a, 2b) berührten Behälterinnenoberfläche (14) angebracht sind.